500m口径球面射电望远镜柔性馈源支撑系统仿真

摘 要五百米口径球面射电望远镜(Five-Hundred-Meter Aperture Spherical Radio Telescope，简称FAST)，于2016年在中国贵州落成启用，超过美国阿雷西博望远镜，成为世界上最大的射电望远镜。

FAST地处偏远山区，为避免电磁污染，不便实地观看。

并且FAST结构复杂，运行维护精度高、工作量大且维护周期长。

阿雷西博望远镜因运营管理单位的变化和缺乏资金等问题，年久失修而面临被关闭的风险。

如何避免我国FAST望远镜遭遇同样的困境，促进FAST工程信息得到有效传承与保护，满足长期运行管理和维护的需要，成为亟待解决的问题。

近年来许多国家推出制造业转型战略，数字孪生技术作为实现物理和信息世界交互融合的关键技术成为研究热点。

为了推动FAST科普教育及成果推广，保护FAST设施信息传承以及辅助FAST使用维护及发展规划，本文在分析FAST 六大组成系统的基础上，对FAST主动反射面系统和馈源支撑系统进行了数字孪生模型的创建及可视化，并探讨了它的应用方面。

FAST主动反射面主要由反射面单元面板、反射面单元背架、索网、圈梁、格构柱和促动器组成。

FAST馈源支撑系统主要由馈源舱、舱停靠平台、馈源支撑塔和索驱动构成。

本文采用的开发环境为中标麒麟国产操作系统，利用Blender三维开源工具，结合Python编程语言，对FAST这两大系统进行了手工三维建模和代码自动建模。

代码建模是将物理模型抽象为几何模型，分析数学关系，再利用编程实现建模，能够提高建模效率和精度。

最后将各部分模型集成整合，利用Blender游戏引擎对FAST数字孪生模型进行虚拟漫游可视化，并提出了其模型在科普教育、信息传承与保护和数字孪生工业智造方面的应用。

通过以上研究，基于中标麒麟国产操作系统，利用Blender软件，结合Python 代码自动创建FAST数字孪生模型，为复杂结构模型的三维创建在技术和理论层面提供了一种快速有效的方法。

36 非连续性文本阅读客观题答题技巧考点解读很多地方的中考在非连续性文本阅读中会设计选择题，考査的角度是对相关材料的梳理和对文本有关内容的理解、分析与概括，以理解能力和分析能力为主要考査目标。

常见考查形式：①下列对材料的理解不正确的一项是（）。

②选出下列对选文内容理解正确的一项（）。

技巧解密一、选项常见错误类型：①以偏概全。

指从范围上对内容进行了随意扩大，即有意把原材料中对某类事物的一部分所做的判断扩大到某类事物的全体。

即以部分代整体，以局部代全局。

特别注意重要词语前边的修饰与限制词，如：“一些”“有些”“几乎”“除……之外”“到……为止”“绝大多数”“全都”“全部”“有时”“凡”“全”“都”“所有”“一切”“各种”等。

可以用笔画出来，做特殊的标志。

②时态不清。

一是已然说成未然。

忽视原文中“已经如此”等修饰语，把原文中既成事实说成尚未确定或还未实现的事情。

二是未然说成已然。

忽视原文中“将来如此”等修饰语，把原文中尚未确定或还未实现的事情说成既成事实。

要注意“前、后”以及表示过去、现在、将来的关键词语。

③喧宾夺主。

也叫“主次不分”，是指选项中所列的内容在文中都能找到依据，但只有一个是阐释概念的主要原因，其他项虽不算错，但都是次要原因，这样放在一起干扰考生，起到喧宾夺主的作用。

④源流倒置。

指选项在因果（或条件）关系上，故意把原材料中的“因”（或条件）变成了果，或把“果”变成“因”（或条件）等。

还有一种情况是强加因果关系。

要分析有无因果关系，或者因果关系是否倒置。

⑤无中生有。

是指选项所述的信息在原文中找不到依据，也不能从原文中推断出来，或在相关的信息中添加望文生义的理解，并与正确信息杂糅在一起，造成迷惑。

⑥张冠李戴。

命题者设计选项时，在表述对象上设置干扰，将此事物表述成彼事物，将事物的此方面表述成彼方面。

⑦是非颠倒。

也可称为“指鹿为马”，就是选项中的内容故意对原文的信息进行反说，原文是肯定的，在选项中变成了否定；原文是否定的，在选项中反而变成了肯定。

2024届高考物理考前冲刺卷全国甲卷一、单选题 (共6题)第(1)题某电场等势面分布情况如图所示，A、B分别为场中两点，一带电粒子在此电场中的轨迹如虚线所示，下列判断正确的是（ ）A．带电粒子带负电B．带电粒子在B点的加速度大于在A点的加速度C．带电粒子运动到B点的速度大于在A点的速度D．负的点电荷在B点由静止释放，只在电场力的作用下电荷将沿着等势面e运动第(2)题如图a所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度逆时针匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角时（如图b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正．则下列四幅图中正确的是A．B．C．D．第(3)题中国“天眼”（如图）——500m口径球面射电望远镜（简称FAST）是当今世界最大、最灵敏的单口径射电望远镜，可以在无线电波段搜索来自百亿光年之外的微弱信号。

截至2023年3月3日，FAST已发现超过740余颗新脉冲星。

馈源支撑系统是FAST的重要组成之一。

如图所示，质量为的馈源舱用对称的“六索六塔”装置悬吊在球面镜正上方，相邻塔顶的水平距离300m，每根连接塔顶和馈源舱的绳索长600m。

重力加速度为g取，不计绳索重力。

下列说法正确的是（）A．无线电波属于机械波B．光年是天文研究中常用的时间单位C．每根绳索承受的拉力约为D．若同样缩短每根绳索长度，则每根绳索承受的拉力变小第(4)题如图所示，在光滑绝缘水平面上，两条固定的相互垂直彼此绝缘的导线通以大小相同的电流I。

在角平分线上，对称放置四个相同的正方形金属框。

当电流在相同时间间隔内增加相同量，则（）A．1、3线圈静止不动，2、4线圈沿着对角线向内运动B．1、3线圈静止不动，2、4线圈沿着对角线向外运动C．2、4线圈静止不动，1、3线圈沿着对角线向内运动D．2、4线圈静止不动，1、3线圈沿着对角线向外运动第(5)题如图所示，轻质弹簧上方固定下方连接质量为的小球，弹簧原长为，小球静止时位于图中的点，此时弹簧伸长量为。

中国天眼500米口径球面射电望远镜处于洼地，可以捕捉到遥远星系极其微弱的信号。

这是怎么做到的？这，就是我国500米口径球面射电望远镜——“中国天眼”（FAST）的过人之处！它是世界最大单口径射电天文望远镜，目之所及，即是“光年之外”；“功力”强大，洞悉深暗宇宙。

山廓作眼睑，圈梁是眼眶，反射面板当眼球，馈源舱为瞳孔——高空看它，银色巨“眼”，气象非凡：它的口径达500米，相当于30个足球场的接收面积，光反射面板就有4450块；除了大，值得骄傲的还有，它是世界上灵敏度最高的射电望远镜。

众所周知，天文学是一门高度依赖观测设备的科学。

没有观测设备，只能进行理论研究或基于他人数据的研究。

现在好了！历时22年，有了“天眼之父”南仁东倾毕生心血建成的“中国天眼”，“我们在国际天文学领域的地位不一样了……在射电天文学领域，我们已经进入第一方队。

”中国科学院院士、FAST科学委员会主任武向平说。

引力理论、星系演化，乃至物质和生命的起源，解锁这些困扰人类已久的宇宙奥秘，“中国天眼”可以发挥什么作用？来看看它的成绩单吧！正式验收两年来，已发现约500颗脉冲星，成为世界上发现脉冲星效率最高的设备。

“我们有信心搜寻到1000颗脉冲星。

”国家天文台首席研究员韩金林说，作为大质量恒星死亡后的残骸，脉冲星长期以来都是天文和物理的前沿研究领域，对其发现和研究，是国际上大射电望远镜关键科学目标之一。

“中国天眼”，已经成为世界上最强大的脉冲星搜寻利器！年观测时长超过5300小时，已远超国际同行预期的工作效率；基于观测数据发表的高水平论文达到120余篇……其中，快速射电暴（宇宙中最明亮的射电暴发现象）研究成果发表于国际科学期刊《自然》杂志，使得我国相关科研团队迅速成为国际快速射电暴的核心研究力量。

1月6日，《自然》杂志以封面文章形式发表“中国天眼”中性氢谱线测量星际磁场的重大进展，人类破解恒星诞生谜题又前进了一步。

按照科学目标和相关战略规划，“中国天眼”还确立了多个优先和重大项目，包括多科学目标漂移扫描巡天、中性氢星系巡天、银河系偏振巡天、脉冲星测时、快速射电暴观测等。

５００米口径球面射电望远镜文/赖迪辉1608年,荷兰眼镜商利普希制造了人类历史上第一架望远镜，意大利物理学家伽利略在1609年发明了世界上第一架能放大32倍的望远镜，并用它对准了月球，天文望远镜因此而诞生。

随着人类技术的进步，天文望远镜不断衍生出新的分支类型，射电望远镜应运而生。

曾经，世界领先的射电望远镜总是落户国外，直到2016年，500米口径球面射电望远镜（FAST）在我国贵州省平塘县克度镇大窝凼建成，终结了这段历史。

FAST被誉为“中国天眼”，由我国天文学家南仁东于1994年提出构想，中国科学院国家天文台主导建设，具有我国自主知识产权，是现在世界上最大单口径、最灵敏的射电望远镜。

FAST具体参数口径：500米高差：173米面积：约等于30个足球场性能指标：灵敏度是德国波恩100米望远镜的10倍，综合性能是美国阿雷西博 300米望远镜的10倍建设时间：22年（1994年至2016年）观测系统对整个FAST进行动态控制与基准校对，控制观测的精度存储系统短期内运算速度每秒200万亿次以上，存储容量需求10PB 以上圈梁钢结构圈梁长度1 600米，消耗钢材5 600吨索网索网结构口径500米，共有6 670根主索，2 225个主索节点和相同数量的下拉索，总重1 300多吨，主索节点位置精度达到5毫米主动反射面近30个足球场大，由4 450块三角形半透明半镂空反射面板组成，每块重450千克左右，厚度约1.3毫米，布满小孔馈源支撑塔共6座，最高168米，用来支撑30吨重的馈源舱馈源舱采用柔索支撑技术，拖动馈源舱在球冠面运动，不存在方向上的死角，同时利用舱内Stewart 平台实现毫米级高精度定位射电天文望远镜的诞生与射电天文学密不可分。

射电中“电”是无线电波的意思，进一步说，射电天文学是研究天体发出的无线电信号的学科，而射电信号的发现则是个偶然事件。

1931年，在美国新泽西州贝尔实验室专门负责搜索和鉴别电话干扰信号的美国人杨斯基发现来自银河中的射电辐射。

2024届上海市嘉定区高三上学期第一次质量调研（一模）物理试题一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）(共8题)第(1)题双缝干涉实验装置的截面图如图所示，光源S到，的距离相等，O点为，连线的中垂线与光屏的交点，光源S发出波长为的光，P为光屏上的第1级亮条纹。

若在缝的后方放一厚度的玻璃片，光经出射后垂直穿过玻璃片传播到P点，经出射后直接传播到P点。

玻璃对该波长光的折射率为1.5，空气中光速为c，不计光在玻璃片内的反射。

与不放玻璃片时相比，，的光到P点的时间差变化情况及关于P点干涉条纹的说法正确的是（）A．时间差变大，P点为亮条纹B．时间差变小，P点为暗条纹C．时间差不变，P点为亮条纹D．时间差变大，P点为暗条纹第(2)题如图所示，一塔式起重机正在工作，吊车P沿吊臂向M端水平匀速移动，吊车P和位于其正下方的重物Q通过钢绳连接，且保持相对静止。

忽略重物Q受到的阻力和钢绳的质量，吊车P到达某位置时突然停止运动，关于此后Q的运动过程（不超过PM线），下列说法正确的是（ ）A．运动到最高点时，重物Q受到的拉力小于自身的重力B．运动到最高点时，重物Q所受合力方向竖直向下C．在最低点时，重物Q受到的拉力等于自身重力D．在最低点时，重物Q加速度为零，所受合力也为零第(3)题如图所示，T1、T2为理想变压器，R为输电线的等效电阻。

保持变压器T1的输入电压不变，灯泡L正常发光。

现将变压器T1副线圈上的触头P上移，下列说法正确的是（ ）A．灯泡L变亮B．R消耗的电功率减小C．变压器T1的输入功率不变D．变压器T2的输入电压增大第(4)题在光电效应实验中，某同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。

则可判断出（ ）A．甲光的频率等于乙光的频率B．乙光的频率大于丙光的频率C．乙光对应的逸出功大于丙光对应的逸出功D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能第(5)题如图所示的复合弹簧是在金属弹簧周围包裹一层橡胶材料复合硫化而成．这种弹簧已广泛应用于工程技术上以代替金属弹簧，其物理性能与金属弹簧相同．由此可知，复合弹簧A．不再遵守胡克定律B．弹力与形变量成正比C．劲度系数与粗细无关D．劲度系数与材料无关第(6)题原子弹爆炸能产生很多放射性很强的物质，这类物质放射性强，危害时间长。

大射电望远镜馈源支撑系统建模与仿真缪岭,刘玉标(中国科学院力学研究所,北京100190)1引言根据射电天文学发展需要,我国决定利用贵州喀斯特洼地,建设500m 口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope ,简称FAST ),建成后FAST 将是世界上最大的单天线射电望远镜,对我国天文学的发展具有重要的意义[1]。

针对如此巨大口径的现实情况,对馈源支撑系统,FAST 采用了一种全新的光机电一体化的创新设计方案[2]。

此设计方案先通过大跨度的悬索对馈源舱进行粗调,然后在馈源舱内采用Stewart 机构进行二次精调,并实时通过激光检测装置检测接收装置的具体位置,与主动反射面配合,反馈给计算机处理进行闭环控制。

由于以往对此工程的机构动力分析一般都建立在有限元的基础上,无法对系统整体进行拖动的实际仿真计算,因此根据上述设计方案,采用多体动力学分析软件MSC .Adams 建立了馈源支撑系统的机械模型及风载模型,并分析了其关键点的响应情况。

2模型的建立按照多体动力学建模方法,对实际机械系统进行抽象,用标准的运动副、驱动约束、力元和外力等要素建立与实际机械系统一致的模型[3]。

悬索系统采用6悬索式悬吊方案。

悬索与馈源舱连接并不交于同一处,而是以相邻两根为一组与馈源舱连接,形成三角形式的连接方案。

悬索模拟采用有限元的方法,将每根悬索分割为多段,以铰接连接,并考虑到悬索的变形,添加了弹簧阻尼元件,使悬索模拟更加符合真实。

馈源舱系统根据分析要求可以分为四部分,分别为三脚架、摆索(阻尼索)、位置器及Stewart 平台,将各部分外形进行简化后,以标准的连接副进行连接。

设S 平台下端动平台中心位置为关键点的位置(此处也为接收器的实际位置)。

设定悬索支点与馈源舱顶部中心水平距离300m ,垂直距离150m ,以主动反射面的底部最低处作为地面,馈源最低点高度约为150m 。

第08讲受力分析共点力平衡（模拟精练+真题演练）1．（2023·辽宁·模拟预测）如图甲所示，用瓦片做屋顶是我国建筑的特色之一。

铺设瓦片时，屋顶结构可简化为图乙所示，建筑工人将瓦片轻放在两根相互平行的檩条正中间，若瓦片能静止在檩条上。

已知檩条间距离为d，以下说法正确的是（）A．瓦片共受到4个力的作用B．减小檩条的倾斜角度θ时，瓦片与檩条间的弹力变小C．减小檩条的倾斜角度θ时，瓦片与檩条间的摩擦力变大D．减小檩条间的距离d时，瓦片可能会下滑2．（2023春·重庆渝中·高三重庆巴蜀中学校考）小黄是徒手爬楼高手，在网上拥有许多粉丝，被称为现实中的“蜘蛛侠”。

如图为他徒手利用两面直角相关的墙角靠摩擦爬上墙壁的图片。

当他双脚离开直角墙面，仅用双手将自己稳定在空中，此时关于他的受力分析可能正确的是（）A．B．C．D．3．（2023·重庆·统考三模）某瓜子破壳机如图甲，将瓜子放入两圆柱体所夹的凹槽之间，按压瓜子即可破壳。

破壳机截面如图乙，瓜子的剖面可视作顶角为θ的扇形，将其竖直放入两完全相同的水平等高圆柱体A、B之间，并用竖直向下的恒力F按压瓜子且保持静止，若此时瓜子壳未破开，忽略瓜子自重，不计摩擦，则（）A．若仅增大A、B距离，瓜子对圆柱体A的压力增大B．若仅增大A、B距离，瓜子对圆柱体A的压力减小C．若A、B距离不变，顶角θ越大，瓜子对圆柱体B的压力越小D．若A、B距离不变，顶角θ越大，瓜子对圆柱体B的压力越大4．（2023·北京·昌平二模）中国“天眼”（如图）——500m口径球面射电望远镜（简称FAST）是当今世界最大、最灵敏的单口径射电望远镜，可以在无线电波段搜索来自百亿光年之外的微弱信号。

截至2023年3月3日，FAST已发现超过740余颗新脉冲星。

馈源支撑系统是FAST的重要组成之一。

如图所示，质量为4⨯的馈源舱用对称的“六索六塔”装置悬吊在球面镜正上方，相邻塔顶的水平距离300m，每根连接塔310kg顶和馈源舱的绳索长600m。

我国贵州500米口径球面射电望远镜原理和技术指标（多图），进度和介绍500米口径球面射电望远镜（Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope）利用贵州喀斯特地区的洼坑作为望远镜台址，建造世界第一大单口径射电望远镜，其拥有30个标准足球场大的接收面积。

FAST作为世界最大的单口径望远镜，将在未来20至30年保持世界一流地位。

全新的设计思路，加之得天独厚的台址优势，使其突破了望远镜的百米工程极限，开创了建造巨型射电望远镜的新模式。

三项自主创新：1、利用独一无二的贵州天然喀斯特洼地台址2、应用主动反射面技术在地面改正球差3、轻型索拖动馈源支撑将万吨平台降至几十吨项目主管部门：中国科学院项目共建部门：贵州省人民政府项目建设单位：中国科学院国家天文台科学目标：1、FAST有能力将中性氢观测延伸至宇宙边缘，重现宇宙早期图像。

2、能用一年时间发现数千颗脉冲星，建立脉冲星计时阵，参与未来脉冲星自主导航和引力波探测。

3、主导国际甚长基线干涉测量网，获得天体超精细结构。

4、进行高分辨率微波巡视，检测微弱空间信号。

5、参与地外文明搜寻。

6、参与子午链工程，提高非相干散射雷达双机系统性能。

7、将深空通讯能力延伸至太阳系外缘行星，将卫星数据接收能力提高100倍。

应用目标：1、空间飞行器的测控与通讯2、脉冲星计时阵和自主导航3、非相干散射雷达接收系统4、高分辨率微波巡视技术指标：1、球反射面：半径－300m,口径－500m2、有效照明口径：300m3、焦比：0.4674、天空覆盖：天顶角 40°5、工作频率：70MHz－3GHz6、灵敏度(L波段)：2000。